RU210547U1 - Композитная труба с распределенным газовым барьером - Google Patents
Композитная труба с распределенным газовым барьером Download PDFInfo
- Publication number
- RU210547U1 RU210547U1 RU2021137207U RU2021137207U RU210547U1 RU 210547 U1 RU210547 U1 RU 210547U1 RU 2021137207 U RU2021137207 U RU 2021137207U RU 2021137207 U RU2021137207 U RU 2021137207U RU 210547 U1 RU210547 U1 RU 210547U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- fibers
- composite
- polymer
- layers
- composite material
- Prior art date
Links
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 182
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 claims abstract description 146
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims abstract description 103
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 claims abstract description 91
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims abstract description 39
- 239000011160 polymer matrix composite Substances 0.000 claims abstract description 37
- 229920013657 polymer matrix composite Polymers 0.000 claims abstract description 37
- 239000004416 thermosoftening plastic Substances 0.000 claims abstract description 28
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 22
- 239000012783 reinforcing fiber Substances 0.000 claims abstract description 21
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims abstract description 8
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 7
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 6
- -1 polyethylene Polymers 0.000 claims description 30
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 20
- 230000004048 modification Effects 0.000 claims description 20
- 238000012986 modification Methods 0.000 claims description 20
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 claims description 10
- 229910021389 graphene Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 claims description 8
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 claims description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 8
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 claims description 8
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 claims description 7
- 239000004734 Polyphenylene sulfide Substances 0.000 claims description 7
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 claims description 7
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 claims description 7
- 229920001470 polyketone Polymers 0.000 claims description 7
- 229920000069 polyphenylene sulfide Polymers 0.000 claims description 7
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000004699 Ultra-high molecular weight polyethylene Substances 0.000 claims description 6
- 229920003055 poly(ester-imide) Polymers 0.000 claims description 6
- 229920000785 ultra high molecular weight polyethylene Polymers 0.000 claims description 6
- 239000004696 Poly ether ether ketone Substances 0.000 claims description 5
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 claims description 5
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 claims description 5
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000011707 mineral Substances 0.000 claims description 5
- 229910052901 montmorillonite Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229920001643 poly(ether ketone) Polymers 0.000 claims description 5
- 229920002530 polyetherether ketone Polymers 0.000 claims description 5
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 claims description 5
- 229920002748 Basalt fiber Polymers 0.000 claims description 4
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000004760 aramid Substances 0.000 claims description 4
- TZCXTZWJZNENPQ-UHFFFAOYSA-L barium sulfate Chemical compound [Ba+2].[O-]S([O-])(=O)=O TZCXTZWJZNENPQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 4
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims description 4
- 238000007385 chemical modification Methods 0.000 claims description 4
- GUJOJGAPFQRJSV-UHFFFAOYSA-N dialuminum;dioxosilane;oxygen(2-);hydrate Chemical compound O.[O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3].O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Si]=O GUJOJGAPFQRJSV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000010439 graphite Substances 0.000 claims description 4
- 150000004679 hydroxides Chemical class 0.000 claims description 4
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 claims description 4
- 229910052618 mica group Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 150000002892 organic cations Chemical class 0.000 claims description 4
- 229910052625 palygorskite Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229920002239 polyacrylonitrile Polymers 0.000 claims description 4
- 229920001083 polybutene Polymers 0.000 claims description 4
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 4
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 claims description 4
- 238000009210 therapy by ultrasound Methods 0.000 claims description 4
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 claims description 3
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000002033 PVDF binder Substances 0.000 claims description 3
- 229930040373 Paraformaldehyde Natural products 0.000 claims description 3
- 229920000491 Polyphenylsulfone Polymers 0.000 claims description 3
- 239000004954 Polyphthalamide Substances 0.000 claims description 3
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 claims description 3
- 229920006231 aramid fiber Polymers 0.000 claims description 3
- 229910052599 brucite Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 claims description 3
- 229910001679 gibbsite Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910000271 hectorite Inorganic materials 0.000 claims description 3
- KWLMIXQRALPRBC-UHFFFAOYSA-L hectorite Chemical compound [Li+].[OH-].[OH-].[Na+].[Mg+2].O1[Si]2([O-])O[Si]1([O-])O[Si]([O-])(O1)O[Si]1([O-])O2 KWLMIXQRALPRBC-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 3
- 235000021317 phosphate Nutrition 0.000 claims description 3
- 150000003013 phosphoric acid derivatives Chemical class 0.000 claims description 3
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 claims description 3
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 claims description 3
- 229920006324 polyoxymethylene Polymers 0.000 claims description 3
- 229920006375 polyphtalamide Polymers 0.000 claims description 3
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 claims description 3
- 239000004800 polyvinyl chloride Substances 0.000 claims description 3
- 229920000915 polyvinyl chloride Polymers 0.000 claims description 3
- 229920002981 polyvinylidene fluoride Polymers 0.000 claims description 3
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 3
- 229910001785 vantasselite Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052902 vermiculite Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010455 vermiculite Substances 0.000 claims description 3
- 235000019354 vermiculite Nutrition 0.000 claims description 3
- 229910052582 BN Inorganic materials 0.000 claims description 2
- PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N Boron nitride Chemical compound N#B PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- ABLZXFCXXLZCGV-UHFFFAOYSA-N Phosphorous acid Chemical class OP(O)=O ABLZXFCXXLZCGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 claims description 2
- 239000004113 Sepiolite Substances 0.000 claims description 2
- 239000006087 Silane Coupling Agent Substances 0.000 claims description 2
- 239000004676 acrylonitrile butadiene styrene Substances 0.000 claims description 2
- WYTGDNHDOZPMIW-RCBQFDQVSA-N alstonine Natural products C1=CC2=C3C=CC=CC3=NC2=C2N1C[C@H]1[C@H](C)OC=C(C(=O)OC)[C@H]1C2 WYTGDNHDOZPMIW-RCBQFDQVSA-N 0.000 claims description 2
- 229910000323 aluminium silicate Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229920003235 aromatic polyamide Polymers 0.000 claims description 2
- 229960000892 attapulgite Drugs 0.000 claims description 2
- 239000000440 bentonite Substances 0.000 claims description 2
- 229910000278 bentonite Inorganic materials 0.000 claims description 2
- SVPXDRXYRYOSEX-UHFFFAOYSA-N bentoquatam Chemical compound O.O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O SVPXDRXYRYOSEX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052626 biotite Inorganic materials 0.000 claims description 2
- VNSBYDPZHCQWNB-UHFFFAOYSA-N calcium;aluminum;dioxido(oxo)silane;sodium;hydrate Chemical compound O.[Na].[Al].[Ca+2].[O-][Si]([O-])=O VNSBYDPZHCQWNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000011852 carbon nanoparticle Substances 0.000 claims description 2
- 150000001767 cationic compounds Chemical class 0.000 claims description 2
- 150000004770 chalcogenides Chemical class 0.000 claims description 2
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 claims description 2
- 150000001805 chlorine compounds Chemical class 0.000 claims description 2
- 229910001919 chlorite Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052619 chlorite group Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 2
- PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M copper(1+);methylsulfanylmethane;bromide Chemical compound Br[Cu].CSC PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 2
- 230000008021 deposition Effects 0.000 claims description 2
- NJLLQSBAHIKGKF-UHFFFAOYSA-N dipotassium dioxido(oxo)titanium Chemical compound [K+].[K+].[O-][Ti]([O-])=O NJLLQSBAHIKGKF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- YGANSGVIUGARFR-UHFFFAOYSA-N dipotassium dioxosilane oxo(oxoalumanyloxy)alumane oxygen(2-) Chemical compound [O--].[K+].[K+].O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O YGANSGVIUGARFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- MSKQYWJTFPOQAV-UHFFFAOYSA-N fluoroethene;prop-1-ene Chemical group CC=C.FC=C MSKQYWJTFPOQAV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229920002313 fluoropolymer Polymers 0.000 claims description 2
- 239000004811 fluoropolymer Substances 0.000 claims description 2
- 229910052631 glauconite Inorganic materials 0.000 claims description 2
- VXJCGWRIPCFWIB-UHFFFAOYSA-N hexadecasodium tetrasilicate Chemical compound [Na+].[Na+].[Na+].[Na+].[Na+].[Na+].[Na+].[Na+].[Na+].[Na+].[Na+].[Na+].[Na+].[Na+].[Na+].[Na+].[O-][Si]([O-])([O-])[O-].[O-][Si]([O-])([O-])[O-].[O-][Si]([O-])([O-])[O-].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] VXJCGWRIPCFWIB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229920001903 high density polyethylene Polymers 0.000 claims description 2
- 239000004700 high-density polyethylene Substances 0.000 claims description 2
- 229910052900 illite Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910001411 inorganic cation Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 claims description 2
- 229910052622 kaolinite Inorganic materials 0.000 claims description 2
- CYPPCCJJKNISFK-UHFFFAOYSA-J kaolinite Chemical compound [OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[Al+3].[Al+3].[O-][Si](=O)O[Si]([O-])=O CYPPCCJJKNISFK-UHFFFAOYSA-J 0.000 claims description 2
- FPYJFEHAWHCUMM-UHFFFAOYSA-N maleic anhydride Chemical compound O=C1OC(=O)C=C1 FPYJFEHAWHCUMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000010445 mica Substances 0.000 claims description 2
- 150000007522 mineralic acids Chemical class 0.000 claims description 2
- 229910052627 muscovite Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 150000002825 nitriles Chemical class 0.000 claims description 2
- VGIBGUSAECPPNB-UHFFFAOYSA-L nonaaluminum;magnesium;tripotassium;1,3-dioxido-2,4,5-trioxa-1,3-disilabicyclo[1.1.1]pentane;iron(2+);oxygen(2-);fluoride;hydroxide Chemical compound [OH-].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[F-].[Mg+2].[Al+3].[Al+3].[Al+3].[Al+3].[Al+3].[Al+3].[Al+3].[Al+3].[Al+3].[K+].[K+].[K+].[Fe+2].O1[Si]2([O-])O[Si]1([O-])O2.O1[Si]2([O-])O[Si]1([O-])O2.O1[Si]2([O-])O[Si]1([O-])O2.O1[Si]2([O-])O[Si]1([O-])O2.O1[Si]2([O-])O[Si]1([O-])O2.O1[Si]2([O-])O[Si]1([O-])O2.O1[Si]2([O-])O[Si]1([O-])O2 VGIBGUSAECPPNB-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 2
- 229910000273 nontronite Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052628 phlogopite Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052615 phyllosilicate Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 238000009832 plasma treatment Methods 0.000 claims description 2
- 229920005606 polypropylene copolymer Polymers 0.000 claims description 2
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 claims description 2
- 229910000275 saponite Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910000276 sauconite Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052624 sepiolite Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 235000019355 sepiolite Nutrition 0.000 claims description 2
- 150000004760 silicates Chemical class 0.000 claims description 2
- RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N silicic acid Chemical compound O[Si](O)(O)O RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 125000005624 silicic acid group Chemical class 0.000 claims description 2
- 229910021647 smectite Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 claims description 2
- 239000000454 talc Substances 0.000 claims description 2
- 229910052623 talc Inorganic materials 0.000 claims description 2
- CWBIFDGMOSWLRQ-UHFFFAOYSA-N trimagnesium;hydroxy(trioxido)silane;hydrate Chemical compound O.[Mg+2].[Mg+2].[Mg+2].O[Si]([O-])([O-])[O-].O[Si]([O-])([O-])[O-] CWBIFDGMOSWLRQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- LEHFSLREWWMLPU-UHFFFAOYSA-B zirconium(4+);tetraphosphate Chemical class [Zr+4].[Zr+4].[Zr+4].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O LEHFSLREWWMLPU-UHFFFAOYSA-B 0.000 claims description 2
- 229920000219 Ethylene vinyl alcohol Polymers 0.000 claims 1
- 239000004695 Polyether sulfone Substances 0.000 claims 1
- 239000004697 Polyetherimide Substances 0.000 claims 1
- XECAHXYUAAWDEL-UHFFFAOYSA-N acrylonitrile butadiene styrene Chemical compound C=CC=C.C=CC#N.C=CC1=CC=CC=C1 XECAHXYUAAWDEL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 229920000122 acrylonitrile butadiene styrene Polymers 0.000 claims 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000012510 hollow fiber Substances 0.000 claims 1
- 239000002071 nanotube Substances 0.000 claims 1
- 229920003207 poly(ethylene-2,6-naphthalate) Polymers 0.000 claims 1
- 229920013745 polyesteretherketone Polymers 0.000 claims 1
- 229920006393 polyether sulfone Polymers 0.000 claims 1
- 229920001601 polyetherimide Polymers 0.000 claims 1
- 239000011112 polyethylene naphthalate Substances 0.000 claims 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 abstract description 66
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 abstract description 11
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 abstract description 11
- 239000003921 oil Substances 0.000 abstract description 11
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 9
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 8
- 239000007788 liquid Substances 0.000 abstract description 7
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 6
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 abstract description 6
- 239000012530 fluid Substances 0.000 abstract description 3
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 abstract description 3
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- 239000002648 laminated material Substances 0.000 abstract 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 abstract 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 abstract 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 160
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 20
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 13
- 230000032798 delamination Effects 0.000 description 11
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 10
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 9
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 6
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 6
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 6
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 4
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 101150096674 C20L gene Proteins 0.000 description 3
- 102220543923 Protocadherin-10_F16L_mutation Human genes 0.000 description 3
- 101100445889 Vaccinia virus (strain Copenhagen) F16L gene Proteins 0.000 description 3
- 101100445891 Vaccinia virus (strain Western Reserve) VACWR055 gene Proteins 0.000 description 3
- 239000012790 adhesive layer Substances 0.000 description 3
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 3
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 3
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 3
- KWKAKUADMBZCLK-UHFFFAOYSA-N 1-octene Chemical compound CCCCCCC=C KWKAKUADMBZCLK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920001431 Long-fiber-reinforced thermoplastic Polymers 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 2
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 2
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 239000004715 ethylene vinyl alcohol Substances 0.000 description 2
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 2
- 238000002715 modification method Methods 0.000 description 2
- 239000002114 nanocomposite Substances 0.000 description 2
- 239000003129 oil well Substances 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 2
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910018626 Al(OH) Inorganic materials 0.000 description 1
- RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N Dihydrogen sulfide Chemical compound S RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004712 Metallocene polyethylene (PE-MC) Substances 0.000 description 1
- 229910019440 Mg(OH) Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920000557 Nafion® Polymers 0.000 description 1
- 229920012266 Poly(ether sulfone) PES Polymers 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000008186 active pharmaceutical agent Substances 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 239000011157 advanced composite material Substances 0.000 description 1
- 125000000129 anionic group Chemical group 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JUPQTSLXMOCDHR-UHFFFAOYSA-N benzene-1,4-diol;bis(4-fluorophenyl)methanone Chemical compound OC1=CC=C(O)C=C1.C1=CC(F)=CC=C1C(=O)C1=CC=C(F)C=C1 JUPQTSLXMOCDHR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002041 carbon nanotube Substances 0.000 description 1
- 229910021393 carbon nanotube Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 1
- 230000002860 competitive effect Effects 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N ether Substances CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000037 hydrogen sulfide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 239000003446 ligand Substances 0.000 description 1
- 229920001684 low density polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 239000004702 low-density polyethylene Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- TVMXDCGIABBOFY-UHFFFAOYSA-N n-Octanol Natural products CCCCCCCC TVMXDCGIABBOFY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229920000412 polyarylene Polymers 0.000 description 1
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 1
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 1
- 239000002990 reinforced plastic Substances 0.000 description 1
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B1/00—Layered products having a non-planar shape
- B32B1/08—Tubular products
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
- Rigid Pipes And Flexible Pipes (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к трубопроводной технике, в частности к многослойным композитным термопластичным трубам с армированием волокнами и барьерными слоями, применяемым в нефтяной, газовой промышленности и водородной энергетике, используемым для транспортировки газообразных и жидкообразных веществ, нефти, газа, флюидов, метанола, водорода, смесей водорода с природным газом.Поставленная задача решается тем, что композитная труба с распределенным газовым барьером, которая состоит из многослойной внутренней трубы из термопластичных полимеров, окружающего ее композитного материала, состоящего из термопластичного полимера композитного материала и однонаправленных непрерывных армирующих волокон, и наружной полимерной оболочки, в которой многослойная внутренняя труба, композитный материал и наружная полимерная оболочка сплавлены друг с другом посредством нагрева, отличается тем, что композитный материал содержит барьерные слои (А), сплавленные с композитным материалом посредством нагрева, многослойная внутренняя труба содержит барьерные слои (Б), когезионно связанные со слоями многослойной внутренней трубы, в которой барьерные слои (А) и барьерные слои (Б) состоят из полимер-матричного композита, состоящего из термопластичного полимера барьерных слоев, и наполнителя из слоистого материала с толщиной частиц от 1 до 900 нм и аспектным отношением от 50 до 18000, с объемной долей в термопластичном полимере барьерной прослойки от 0,1 до 45%; при этом барьерные слои (А) включают непрерывные однонаправленные волокна в объемной доле от 2 до 80%, которые окружены со всех сторон полимерно-матричным композитом.Технический результат: снижение газопроницаемости высоконапорных термопластичных полимерно-композитных труб, обеспечение высокой стойкости к расслоению высоконапорных термопластичных полимерно-композитных труб с неметаллическим газовым барьером. 18 з.п. ф-лы, 1 ил.
Description
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Полезная модель относится к трубопроводной технике, в частности к многослойным композитным термопластичным трубам с армированием волокнами и барьерными слоями, изготовленным методами экструзии, или формования, и/или намотки, применяемым в нефтяной, газовой промышленности и водородной энергетике, используемым для транспортировки газообразных и жидкообразных веществ, в том числе для транспортировки нефти, газа, флюидов, метанола, водорода, смесей водорода с природным газом, при устройстве газовых и нефтяных скважин, и для ремонтных и спуско-подъемных работ.
Другие области применения включают: транспортировку технологических газов, жидкостей, сред и суспензий, трубопроводные системы водоснабжения, отопления, охлаждения, газоснабжения, систем подачи сжатого воздуха, технологические трубопроводы судов и железнодорожного подвижного состава, систем противопожарного водоснабжения.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Полимерные и композитные трубы в течение многих лет с возрастающим успехом используются в самых различных отраслях, таких как: строительстве, жилищно-коммунальном хозяйстве, нефтегазовой отрасли, судостроении. Простота изготовления, легкость, гибкость, отсутствие коррозии, низкая шероховатость поверхности, повышающая их пропускную способность и препятствующая образованию отложений дали им существенные преимущества по сравнению со стальными трубопроводами. Новые подходы к армированию дали полимерно-композитным (полимерно-армированным) трубам высокую прочность, и позволили изготавливать высоконапорные трубы для тяжелых условий эксплуатации в нефтяной и газовой отрасли, для транспортировки газообразных и жидкообразных веществ, при устройстве газовых и нефтяных скважин, и для ремонтных и спуско-подъемных работ.
Особый интерес представляют термопластичные полимерно-композитные трубы с барьерными свойствами, с низкой газопроницаемостью и паропроницаемостью, поскольку они позволяют транспортировать жидкие теплоносители в системах теплоснабжения и отопления, жидкие, газообразные и агрессивные среды, флюиды в нефтегазовой отрасли, в том числе метанол и среды с высоким содержанием сероводорода. С развитием водородной энергетики проблема транспортировки водорода, смесей водорода с природным газом становится особенно актуальной - необходимо обеспечить коррозийную стойкость, стойкость к высокому давлению, низкую газопроницаемость, общую механическую прочность. Тяжелые условия эксплуатации трубопроводов в нефтегазовой отрасли и водородной энергетики так же требуют высокой стойкости трубопроводов к расслоению особенно в условиях воздействия высоких нагрузок переменной направленности.
Абсолютную газонепроницаемость могут обеспечить хорошо известные металлополимерные трубопроводы, например, используемые для систем коммунального водоснабжения и отопления, в которых роль газового барьера выполняет алюминиевый слой (например, RU 88311 U1 от 05.08.2009, В32В 15/08, В29С 47/04, В82В 3/00). Такие решения хорошо себя зарекомендовали при давлениях до 1,0 МПА в коммунальных трубопроводах и диаметрах до 110 мм. Производство оборудования для производства подобных труб хорошо освоено именно до 110 мм. Формирование сплошного металлического (алюминиевого) слоя при диаметрах выше 100-110 мм в этих трубах связано с технологическими трудностями и сильным удорожанием оборудования по мере увеличения диаметров.
Однако со стороны потребителей в нефтегазовой и водородных отраслях одним из самых востребованным сегментом являются высоконапорные трубы диаметрами от 100 мм, кроме того, не все области применения высоконапорных труб требуют абсолютной газонепроницаемости, в большинстве случаев требуется не абсолютная газопроницаемость, а ее уменьшение до приемлемых уровней. Именно поэтому решения уменьшения газопроницаемости (диффузии газов) для высоконапорных неметаллических композитных труб представляют особый интерес, и особенно те, которые позволяют использовать существующие для их производства оборудование.
Известны многослойные полимерные трубы с барьерными свойствами, например, RU 2224160 С2, от 05.05.1999 г., F16L 9/12, которые состоят из внутреннего и наружного полимерных слоев, между которыми расположен газобарьерный из этиленвинилового спирта (EVOH), соединенный с внутренним и наружным слоями трубы слоями адгезива. Подобное решение позволяет получить трубы с низкой газопроницаемостью, однако из-за отсутствия армирования имеют относительно не высокую стойкость к внутреннему давлению (в пределах 3,0 МПа). Кроме того, барьерный слой соединен с внутренним и наружным слоями трубы адгезивными слоями, что не позволяет обеспечить высокую стойкость к расслоению трубы.
Известны трубы из композиционного материала (RU 190149 U1 от 07.12.2017, F16L 11/112) которые имеют стенку из полимерного материала и армирующую систему из непрерывных нитей, отличающаяся тем, что стенка выполнена из полиэтилена повышенной термостойкости (PERT), а армирующая система выполнена в виде сетчатой структуры из арамидных нитей и расположена внутри стенки трубы, которые могут снабжены газобарьерным слоем, препятствующим диффузии газов, который выполнен из пленки с газобарьерными свойствами и соединен с другими слоями трубы адгезивным слоем.
Подобное решение также позволяет получить трубы с низкой газопроницаемостью. Однако, из-за отсутствия адгезии между армирующими нитями такие трубы имеют не высокую стойкость к давлению, в пределах 4,0-6,0 МПа. Кроме того, барьерный слой соединен с другими слоями трубы адгезивными слоями, что не позволяет обеспечить высокую стойкость к расслоению трубы, особенно при воздействии гидроударов.
Наиболее близким решением к настоящей полезной модели являются известные композитные термопластичные трубы (WO 1995/007428 от 16.03.1995 г., МПК В32В 1/08, В32В 27/08, F16L 9/128), описанные также в API Specification 15S, «Spoolable Reinforced Plastic Line Pipe», 2-е издание, март 2016 г.
Они представляют собой трубы, имеющие внутреннюю трубу, состоящую из термопластичного полимера, на которую нанесен композитную слой, имеющий когезионное соединение с внутренней трубой, или в некоторых случаях на внутреннюю трубу без образования связи наматывается полимерная лента, армированная однонаправленными волокнами.
Обычной проблемой этих труб является то, что соединение между полимерной лентой, армированной однонаправленными волокнами, и контактной поверхностью внутренней полимерной трубы, в случае близкой к оптимальной, комбинация материалов является недостаточной, чтобы выдерживать нагрузки при установке и эксплуатации в жестких условиях, которым подвергают трубы данного типа. Это, например, приводит к расслоению композитной термопластичной трубы в условиях быстрого снижением давления газа или под воздействием значительных изгибающих усилий. Поэтому в этих трубах предпринимаются попытки применять полимер одного типа для внутренней трубы и композитной матрицы из полимерных лент, армированных однонаправленными волокнами (см., например, «Thermoplastic Composite Pipe: An Analysis And Testing Of A Novel Pipe System For Oil & Gas»; презентация J.L.C.G. de Kanter и J. Leijten на 17-й конференции ICCM в Эдинбурге, Великобритания, 2009 г.).
Подобное решение имеет высокую технологичность производства и позволяет производить гибкие трубы с высокой и сверхвысокой стойкостью к внутреннему давлению (до 100 МПа и более), что делает их применение особенно востребованным в нефтегазовой отрасли. Однако отсутствие газонепроницаемости этого типа труб ограничивает область их применения.
Задачей настоящей полезной модели являются снижение газопроницаемости и обеспечение высокой стойкости к расслоению высоконапорных термопластичных композитных (полимерно-композитных, полимерно-армированных) труб.
РАСКРЫТИЕ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ
Поставленная задача решается тем, что композитная труба с распределенным газовым барьером, которая состоит из многослойной внутренней трубы из термопластичных полимеров, окружающего ее композитного материала, состоящего из термопластичного полимера композитного материала и однонаправленных непрерывных армирующих волокон, и наружной полимерной оболочки, в которой многослойная внутренняя труба, композитный материал и наружная полимерная оболочка сплавлены друг с другом посредством нагрева, отличается тем, что композитный материал содержит барьерные слои (А), сплавленные с композитным материалом посредством нагрева, многослойная внутренняя труба содержит барьерные слои (Б), когезионно связанные со слоями многослойной внутренней трубы, в которой барьерные слои (А) и барьерные слои (Б) состоят из полимер-матричного композита, состоящего из термопластичного полимера барьерных слоев, и наполнителя из слоистого материала с толщиной частиц от 1 до 900 нм и аспектным отношением от 50 до 18000, с объемной долей в термопластичном полимере барьерной прослойки от 0,1 до 45%; при этом барьерные слои (А) включают непрерывные однонаправленные волокна в объемной доле от 2 до 80%, которые окружены со всех сторон полимерно-матричным композитом.
Номинальное давление композитных (полимерно-армированных) термопластичных труб всегда было основным требованием к техническим свойствам с точки зрения конечного пользователя.
Однако, в настоящее время, востребованы и другие существенные требования, которые конечные пользователи также ожидают от используемых ими композитных термопластичных труб.
Газонепроницаемость в настоящее время является одним из наиболее востребованных технических свойств.
Точная целевая настройка эксплуатационных характеристик позволит производителям композитных термопластичных труб успешно продвигать новые предложения (решения) на рынке конечных пользователей, и поможет им получить конкурентное преимущество на рынке термопластичных композитных труб (Thermoplastic composite pipes).
Для достижения высоких значений номинального давления композитных термопластичных труб предпринимаются попытки применять полимер одного типа для внутренней трубы, и композитной матрицы из полимерных лент армированных однонаправленными волокнами (см., например, «Thermoplastic Composite Pipe: An Analysis And Testing Of A Novel Pipe System For Oil & Gas»; презентация J.L.C.G. de Kanter и J. Leijten на 17-й конференции ICCM в Эдинбурге, Великобритания, 2009 г.).
В настоящей полезной модели существенную долю достижения высоких значений номинального давления обеспечивает композитный материал.
Причем композитный материал включает по меньшей мере один слой из ленты толщиной от 5 до 1800 мкм из армированного непрерывными однонаправленными волокнами термопластичного полимера композитного материала, намотанной на внутреннюю трубу или предыдущий слой под углами от 0° до 90° к оси внутренней трубы, и по меньшей мере один слой из ленты толщиной от 5 до 1800 мкм из армированного однонаправленными непрерывными волокнами термопластичного полимера композитного материала, намотанной на внутреннюю трубу или предыдущий слой под углами от 90° до 180° к оси внутренней трубы.
Использование в композитном материале композитной трубы с распределенным газовым барьером (барьерными свойствами) спаренных и намотанных в противоположных направлениях симметрично относительно оси внутренней трубы слоев лент из армированного непрерывными однонаправленными волокнами термопластичного полимера композитного материала позволяет снизить вероятность образование расслоений, нарушения цельности композитного материала вследствие воздействия скручивающих напряжений (нагрузок) в композитной трубе.
В настоящей полезной модели снижение газопроницаемости достигается за счет барьерных слоев из полимер-матричного композита, которые распределены по объему трубы (объему композитного материала и/или объему многослойной внутренней трубы (лайнера)). Полимер-матричный композит состоит из термопластичного полимера барьерных слоев и однородно диспергированного в термопластичном полимере барьерных слоев наполнителя из слоистого материала. Распределение барьерных слоев по всему объему композитной трубы позволяет управлять балансом газонепроницаемости, гибкости и прочности композитной трубы.
Причем в композитной трубе могут быть использованы барьерные слои двух типов:
- Барьерные слои (А), состоящие из полимерно-матричного композита, который состоит из термопластичного полимера барьерных слоев, и наполнителя из слоистого материала с толщиной (размером частиц) от 1 до 900 нм и аспектным отношением от 50 до 18000, с объемной долей в термопластичном полимере барьерной прослойки от 0,1 до 45%, при этом барьерные слои (А) дополнительно включают непрерывные однонаправленные волокна в объемной доле от 2 до 80%, которые окружены со всех сторон полимерно-матричным композитом. Барьерные слои (А) сплавляются со слоями композитного материала и/или наружной поверхностью многослойной внутренней трубы (лайнера) путем нагрева.
- Барьерные слои (Б), состоящие из полимерно-матричного композита, который состоит из термопластичного полимера барьерных слоев, и наполнителя из слоистого материала с толщиной (размером частиц) от 1 до 900 нм и аспектным отношением от 50 до 18000, с объемной долей в термопластичном полимере барьерной прослойки от 0,1 до 45%. Барьерные слои (Б) могут располагаться в объеме многослойной внутренней трубы (лайнера), могут быть внутренним слоем многослойной внутренней трубы, и/или располагаться между слоев многослойной внутренней трубы. Благодаря тому, что термопластичный полимер барьерных слоев выбирается из когезионно совместимых с полимерами других слоев многослойной внутренней трубы, барьерные слои образуют гомогенное соединение с другими слоями многослойной внутренней трубы во время экструзии многослойной внутренней трубы.
Содержащих большое количество анизотропных частиц слоистого материала - тонких пластинок с высоким аспектным отношением в полимерной матрице полимер-матричных композитов (полимер-неорганических композитов, полимер-неорганических нанокомпозитов, полимерных нанокомпозитов) существенно снижает их газопроницаемость (снижает диффузию газов) [1, 2].
Причем в композитной трубе по меньшей мере один барьерный слой (А) расположен между двух слоев из лент из армированного однонаправленными непрерывными волокнами термопластичного полимера композитного материала и сплавлен с этими двумя слоями ленты из армированного однонаправленными непрерывными волокнами термопластичного полимера композитного материала посредством нагрева.
При этом в композитной трубе по меньшей мере один барьерный слой (А) может состоять из по меньшей мере двух слоев лент толщиной от 5 до 1800 мкм, состоящих из полимер-матричного композита и непрерывных однонаправленных армирующих волокон, которые намотаны и сплавленных друг с другом симметрично в противоположных направлениях относительно друг друга под углами 0°-180° к оси внутренней трубы на по меньшей мере один слой ленты из армированного однонаправленными непрерывными волокнами термопластичного полимера композитного материала.
Причем в композитной трубе по меньшей мере один барьерный слой (А) расположен между многослойной внутренней трубой (наружной поверхностью внутренней многослойной трубы) и слоем из ленты из армированного однонаправленными непрерывными волокнами термопластичного полимера композитного материала и сплавлен с многослойной внутренней трубой и слоем ленты из армированного непрерывными однонаправленными волокнами термопластичного полимера композитного материала посредством нагрева.
При этом в композитной трубе по меньшей мере один барьерный слой (А) может состоять из по меньшей мере двух слоев лент толщиной от 5 до 1800 мкм, состоящих из полимер-матричного композита и непрерывных однонаправленных армирующих волокон, которые намотаны и сплавленных друг с другом симметрично в противоположных направлениях относительно друг друга под углами 0°-180° к оси внутренней трубы, намотанных на многослойную внутреннюю трубу.
Причем в композитной трубе слои лент из армированного однонаправленными непрерывными волокнами термопластичного полимера композитного материала и барьерные слои (А) из лент, состоящих из полимер-матричного композита и непрерывных однонаправленных армирующих волокон, намотаны на многослойную внутреннюю трубу или предыдущий слой под разными углами относительно друг друга и в диапазоне от 0° до 180° к оси внутренней трубы.
Причем в композитной трубе барьерные слои (А) могут быть выполнены из намотанных на предыдущий слой или многослойную внутреннюю трубу под углами от 0° до 180° к оси внутренней трубы лент, в которых непрерывные однонаправленные армирующие волокна образуют по ширине ленты по меньшей мере две и более расположенных слоями плоских областей, окруженных со всех сторон полимер-матричным композитом, внутри которых волокна так же окружены полимер-матричным композитом и равномерно распределены по объему плоских областей.
Использование в барьерных слоях (А) композитной трубы с распределенным газовым барьером ленты с барьерными свойствами, в которых плоскости с армирующими волокнами (две и более) размещены послойно (ярусами) позволяет дополнительно уменьшить диффузию газов, и соответственно увеличить газонепроницаемость композитной трубы.
Одним из предпочтительных углов парной симметричной намотки лент композитного материала и барьерных слоев (А) являются +54,7°±2% для одного слоя, -54,7°±2% для парного слоя. Для достижения необходимого баланса прочности и гибкости слои лент композитного материала и барьерных слоев (А) могут быть намотаны попарно-симметрично, при этом углы попарной симметричной намотки соседних парных слоев (слоев композитного материала и барьерных слоев (А)) могут быть различными для каждой пары и находятся в диапазоне от 0° до 180° к оси внутренней трубы.
Конструктивно все слои в композитной трубе с распределенным газовым барьером связаны (сплавлены): слои многослойной внутренней трубы, в том числе барьерные слои (Б), когезионно сплавлены во время многослойной экструзии; слои композитного материала сплавлены друг с другом, с барьерными слоями (А), с наружной поверхностью многослойной внутренней трубы, и наружной полимерной оболочкой - таким образом все слои композитной трубы имеют гомогенные соединения обеспечивая композитной трубе с распределенным газовым барьером высокую стойкость к расслоению.
Использование в композитных слоях и барьерных слоях (А) композитной трубы с распределенным газовым барьером спаренных и намотанных в противоположных направлениях симметрично относительно оси трубы слоев лент позволяет снизить вероятность образование расслоений, нарушения цельности композитного материала вследствие воздействия скручивающих напряжений (нагрузок) в композитной трубе.
Причем в композитной трубе объемная доля армирующих однонаправленных непрерывных волокон в термопластичном полимере композитного материала может составлять от 15 до 93%.
Наличие в лентах из полимер-матричного композита барьерных слоев (А) композитной трубы армирующих непрерывных однонаправленных волокон при небольшом содержании (2-30% объемной доли полимер-матричного композита) так же позволяет повысить равномерность намотки лент барьерных слоев (А) на внутреннюю трубу (лайнер) и повысить стабильность работы намоточных машин (ориентированных на работу с армированными лентами, UD tapes); при содержании в полимер-матричном композите лент барьерных слоев (А) армирующих непрерывных однонаправленных волокон в объемной доле 30-80%, барьерные слои (А) дополнительно обеспечивают вклад в общую прочность трубы.
Причем в композитной трубе однонаправленные непрерывные армирующие волокна композитного материала могут быть выбраны из группы волокон: стеклянные волокна, углеродные волокна, арамидные волокна, борные волокна, керамические волокна, базальтовые волокна, карбидокремниевые волокна, полиамидные волокна, волокна из сложного полиэфира, волокна из жидкокристаллического сложного полиэфира, полиакрилонитрильные волокна, волокна из полиимида, волокна из полиэфиримида, волокна из полифениленсульфида, волокна из полиэфиркетона, волокна из полиэфирэфиркетона, волокна из поликетона, волокна из сверхвысокомолекулярного полиэтилена.
Для улучшения адгезии волокон и полимер-матричного композита поверхность волокон может быть модифицирована любыми известными методами поверхностной модификации [3].
При этом в композитной трубе поверхность непрерывных однонаправленных волокон может быть подвергнута модификации методами, выбранными из группы: химическое модифицирование, электрофизическое модифицирование, термическая обработка, радиационная обработка, электромагнитная обработка, обработка ультразвуком, обработка ультрафиолетовым излучением, плазменная модификация поверхности, плазмохимическая модификация, модификация высоковольтными разрядами, фотохимическая модификация, ионообменное упрочнение, обработка во фтористоводородной кислоте, обработка растворами неорганических кислот, обработка растворами силановых аппретов, нанесение гибридных покрытий. Поверхность непрерывных однонаправленных волокон так же может быть модифицирована любым иным способом поверхностной модификации.
Применение в настоящей полезной модели для формирования композитного материала, обеспечивающего стойкость к нагрузкам (давлению), и для формирования барьерных слоев (А) конструкционно подобного (однотипного) лентообразного материала (UD tape, препегов, прекурсоров, заготовок) позволяет повысить технологичность производства термопластичных композитных труб с распределенным газовым барьером. Это является одним из преимуществ предложенного решения, поскольку позволяет производить на одном и том же технологическом оборудовании термопластичные композитные трубы разных типов, с газо-барьерными свойствами и без них. То есть освоение производства композитных труб с распределенным газовым барьером не требует создание принципиально нового оборудования, а для их производства может бить использовано существующее технологическое оборудование для производства термопластичных композитных труб (Thermoplastic composite pipe, TCP).
Причем в композитной трубе многослойная внутренняя труба может содержать один и более барьерных слоев (Б), один из которых является внутренним слоем многослойной внутренней трубы и/или располагается между слоев многослойной внутренней трубы.
Причем в композитной трубе слои многослойной внутренней трубы могут быть выполнены из одинаковых термопластичных полимеров.
Причем в композитной трубе слои многослойной внутренней трубы могут быть выполнены из термопластичных полимеров, которые отличаются друг от друга параметрами, выбранными их группы: плотность, текучесть расплава, модуль упругости при изгибе.
Причем в композитной трубе внутренний слой многослойной внутренней трубы и/или наружная полимерная оболочка могут содержать от 0,5 до 60% волокон длиной от 0,2 до 20 мм, которые выбраны из группы волокон: стеклянные волокна, углеродные волокна, арамидные волокна, борные волокна, керамические волокна, базальтовые волокна, карбидокремниевые волокна, полиамидные волокна, волокна из сложного полиэфира, волокна из жидкокристаллического сложного полиэфира, полиакрилонитрильные волокна, волокна из полиимида, волокна из полиэфиримида, волокна из полифениленсульфида, волокна из полиэфиркетона, волокна из полиэфирэфиркетона, волокна из поликетона, волокна из сверхвысокомолекулярного полиэтилена.
Поверхность этих волокон длиной от 0,2 до 20 мм так же может быть модифицирована одним из методов, приведенных выше в настоящей полезной модели.
В варианте, когда внутренний слой многослойной внутренней трубы является барьерным слоем (Б), барьерный слой (Б) так же может содержать от 0,5 до 60% волокон длиной от 0,2 до 20 мм.
Причем в композитной трубе внутренний слой многослойной внутренней трубы и/или наружная полимерная оболочка может содержать как сами волокна длиной от 0,2 до 20 мм, перечисленные выше в настоящей полезной модели, так и в виде чипсов и гранул длинноволокнистых усиленных термопластов (LFT, Long Fiber-reinforced Thermoplastics) с волокнами длиной от 0,2 до 20 мм на основе того же (совместимого) термопластичного полимера, что и полимер, из которого выполнен слой, в который добавляются гранулы или чипсы LFT. При этом совокупная объемная доля волокон в слое может составлять от 0,5 до 60% объема слоя.
Причем в композитной трубе термопластичные полимеры многослойной внутренней трубы, термопластичный полимер композитного материала, термопластичный полимер полимерно-матричного композита барьерных слоев (барьерных слоев (А) и барьерных слоев (Б)), и полимер наружной полимерной оболочки когезионно совместимы и выбраны из группы полимеров: полиэтилен (РЕ, HDPE, LDPE), полиэтилен высокой (повышенной) термостойкости PE-RT (Polyethylene of Raised Temperature resistance), PE-RT тип I, PE-RT тип II, PE-RT тип III, сополимер полиэтилена с октеном, сополимер полиэтилена с октеном-1, сополимер полиэтилена с гексеном, сополимер полиэтилена с гексеном-1, металлоценовый полиэтилен высокой плотности, сверхвысокомолекулярный полиэтилен, сополимер этилена с виниловым спиртом (EVOH), поливиниловый спирт, полипропилен (РР, PP-R), сополимеры полипропилена, полибутен (РВ, РВ-1), сополимеры полибутена, поливинилхлорид (PVC, HPVC), акрилонитрил бутадиен стирол (ABS), полиамид (РА), полифталамид (РРА), полиэтиленнафталат (PEN), полиэтилентерефталат (PET), полибутиленнафталат (РВТ), фторполимер (PFA), фторэтилен-пропилен (FEP), поливинилиденфторид (PVDF), полифениленсульфид (PPS), полиэфирсульфон (PES), полифенилсульфон (PPSU), полиимид (PI), полиэфир имид (PEI), полиоксиметилен (РОМ), полиариленэфиркетон (РАЕК), полиэфирэфиркетон (РЕЕК, РЕК), поликетон (РК, Polyketon), а также смеси и композиции вышеперечисленных полимеров.
Использование в композитной трубе когезионно совместимых полимерных материалов позволяет образовывать гомогенные соединения слоев при нагревании (сплавлении) их друг с другом и при экструзии многослойного лайнера, тем самым обеспечивая высокую стойкость трубы к расслоению, и увеличивая ее прочность.
Причем в композитной трубе слоистый материал полимер-матричного композита барьерных слоев (армированных лент барьерных слоев (А) и барьерных слоев (Б)) может быть выбран из группы слоистых материалов, включающей: смектитовые глины (например, монтмориллонит: (OH)4Si8(Al3,34Mg0,67)O20⋅M0,67); синтетические и полусинтетические глины (например, гекторит: MgO(SiO2)s(Al2O3)s(AB)b(H2O)x, где АВ это ионная пара NaF), органоглины, слоистые кремниевые кислоты, слоистые органосиликаты, слоистые силикаты, слоистые алюмосиликаты, слоистые глины, минеральные слоистые гидроксиды (например, брусит: Mg(OH)2, гиббсит: Аl(ОН)3), слоистые двойные гидроксиды (LDHs) (например, Mg6Al3⋅4 (OH)18⋅8 (CO3)1⋅7 Н2О; или Zn6Al2(OH)16CO3nH2O), слоистые алюмино-фосфаты (например, минеральный ALPO (берлинит), Аl2(РO4)3(ОН)3⋅9Н2О (вантасселит)), М+4 фосфаты, фосфонаты (например, α-форма: Zr(HPO4)⋅2H2O; γ-форма: ZrPO4O2P(OH)2⋅2H2O; λ-форма; ZrPO4XY (X и Y анионные или нейтральные лиганды)), хлориды (например, FeCl3, FeOCl, CdI2, CdCl2), халькогениды (например: TiS2, MoS2, MoS3, (PbS)1⋅18(TiS2)2), цианиды (например: Ni(CN)2, оксиды (например: H2Si2O5, V6O13, HTiNbO5, Cr0⋅5V0⋅5S2, W0⋅2V2⋅8O7, Cr3O8, МоО3(ОН)2, V2O5, VOPO4-2H2O, СаРO4СН3-H2О, MnHAsO4-H2O, Ag6Mo10O33), кремнеземы, смешаннослойные минералы с чередованием пакетов различных типов.
Причем в композитной трубе слоистый материал полимер-матричного композита барьерных слоев (армированных лент барьерных слоев (А) и барьерных слоев (Б)) может быть выбран из группы слоистых материалов, включающей: монтмориллонит, бентонит, нонтронит, бейделлит, волконскоит, гекторит, сапонит, сепиолит, стевенсит, сауконит, собокит, свинфордит, кенияит, филлосиликаты, кремниевая кислота, фосфаты циркония, дихалькогениды, полиэдральный олигомерный силсесквиоксан, титанат калия, канемит, макатит, октосиликат, магадиит, кенияит, слюды, тетрасиликатная слюда натрия, вермикулит, иллит, ледикит, трубчатый аттапульгит, брусит, гиббсит, берлинит, вантасселит, тальк, серпентин, хризотил-асбест, ревдинскит, палыгорскит, мусковит, флогопит, биотит, глауконит, пеннит, клинохлор, каолинит, хризоколла, гарниерит, мурманит, иллит-монтмориллонит, вермикулит-хлорит, графит, оксид графита, графен, оксид графена, соединений графена, наночастицы графена, наночастицы оксида графена, наночастицы соединений графена, нитрид бора, нитрид алюминия, нанотрубки и наночастицы углерода, наночастицы сульфата бария, наночастицы кремнезема.
Причем в композитной трубе поверхность слоистого материала полимер-матричного композита барьерных слоев (барьерных слоев (А) и барьерных слоев (Б)) может быть модифицирована методом, выбранным из группы: модификация поверхностно-активными веществами, модификация малеиновым ангидридом, модификация органическими катионами, путем обмена катионов натрия на различные катионы, путем обмена неорганических катионов на органические катионы, модификация реагентами, посредством ультразвуковой обработки, посредством обработки плазмой. Поверхность слоистого материала также может быть модифицирована любым иным технически реализуемым методом поверхностной модификации.
Причем многослойная внутренняя труба из термопластичного полимера композитной трубы с распределенным газовым барьером, включая барьерные слои (Б), может быть изготовлена методами многослойной экструзии.
Причем композитный материал, состоящий из термопластичного полимера композитного материала и непрерывных однонаправленных армирующих волокон, может быть изготовлен методами намотки с натяжением на внутреннюю трубу и/или на барьерные слои (А) слоев лент из армированного непрерывными однонаправленными волокнами термопластичного полимера композитного материала, которые плавно сплавлены между собой, с наружной поверхностью многослойной внутренней трубы, и барьерными слоями (А) путем нагрева поверхностей трубы и лент до температуры размягчения по Вика или до температуры расплавления до образования гомогенного соединения между наружной поверхностью многослойной внутренней трубы, с прилегающим слоем лент (слоев) композитного материала из армированного непрерывными однонаправленными волокнами термопластичного полимера композитного материала между собой, и барьерными слоями (А).
Причем барьерные слои (А) из полимер-матричного композита могут быть изготовлены методами намотки с натяжением на слои композитного материала и/или на наружную поверхность многослойной внутренней трубы слоев лент из полимер-матричного композита, которые плавно сплавлены между собой и с поверхностями композитного материала и/или наружной поверхностью многослойной внутренней трубы путем нагрева поверхностей лент барьерных слоев (А), композитного материала трубы и поверхности многослойной внутренней трубы до температуры размягчения по Вика или до температуры расплавления до образования гомогенного соединения между поверхностями барьерных слоев (А) и слоев композитного материала, и/или поверхностью многослойной внутренней трубы.
Причем наружная полимерная оболочка композитной термопластичной трубы может быть изготовлена методами экструзии путем экструдирования на предварительно нагретую до температуры размягчения по Вика или расплавления наружной поверхности композитного материала.
Причем наружная полимерная оболочка термопластичной композитной трубы также может быть изготовлена путем термоусадки на предварительно нагретую до температуры размягчения по Вика или расплавления наружной поверхность композитного материала готовой полимерной оболочки (защитной трубы).
Причем для изготовления композитной трубы по настоящей полезной модели могут быть использованы готовые, изготовленные промышленным способом, ленты композитного материала с использованием армирующих волокон и полимеров перечисленных в настоящей полезной модели. В настоящее время ленты (препеги) из полимерных материалов, и термопластичных полимеров и однонаправленных непрерывных армирующих волокон (UD tapes) широко представлены на рынке. Например, UD ленты компаний Тоrау Advanced Composites (США), 
Thermoplastic Composites GmbH & Co. KG (Германия), SABIC (Саудовская Аравия), TOPOLO (Китай).
Причем для изготовления композитной трубы по настоящей полезной модели ленты композитного материала и ленты барьерных слоев (А) с использованием слоистых материалов, армирующих волокон и полимеров, перечисленных в настоящей полезной модели, могут быть изготовлены промышленным способом с помощью существующего промышленного оборудования. Например, промышленное оборудование для производства термопластичных лент (UD tapes, препегов) из непрерывных однонаправленных армирующих волокон и термопластичных полимеров предлагают компании: KraussMaffei (Германия), Fartrouven R&D (Португалия), GPM Machinery (Китай).
При этом для изготовления лент (UD tapes, препегов) из непрерывных однонаправленных армирующих волокон и термопластичных полимеров могут быть использованы термопластичные полимеры, перечисленные в настоящей полезной модели, и волокна так же перечисленные в настоящей полезной модели с поперечным сечением волокон, выбранным из группы: круглым, прямоугольным, овальным, эллиптическим или коконообразным.
Причем для намотки и сплавления слоев лент армированных непрерывными волокнами композитного материала и лент барьерных слоев (А) композитной трубы может быть использовано существующее промышленное оборудование. Например, промышленное оборудование для намотки слоев лент армированных непрерывными волокнами (линии армирования, Reinforcement - Таре wrapping line) предлагают компании: KraussMaffei (Германия), Fartrouven R&D (Португалия).
ТЕХНИЧЕСКИЙ РЕЗУЛЬТАТ
Технический результат настоящей полезной модели:
- снижение газопроницаемости высоконапорных термопластичных полимерно-композитных труб.
- обеспечение высокой стойкости к расслоению высоконапорных термопластичных полимерно-композитных труб с неметаллическим газовым барьером.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
На Фиг. 1 показана принципиальная схема композитной трубы с распределенным газовым барьером, состоящей из многослойной внутренней трубы, окружающего ее композитного материала, разделенного барьерными слоями.
ПРИМЕР ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ
Как показано на Фиг. 1, композитная труба с распределенным газовым барьером состоит из многослойной внутренней трубы из термопластичного полимера 1 с внутренним барьерным слоем (Б) 2 и наружным слоем 3, окружающего многослойную внутреннюю трубу композитного материала 4, разделенного барьерными слоями (А) 5, и полимерной оболочки 6, которые сплавлены по граничащим поверхностям.
Композитная труба с распределенным газовым барьером изготавливается в три этапа, которые реализуются последовательно либо в одной производственной линии, либо на двух или трех отдельных производственных линиях (производственных участках).
1- ый этап включает изготовление многослойной внутренней трубы из термопластичного полимера методом многослойной экструзии, барьерный слой (Б) формируется во время экструзии в качестве одного из слоев многослойной внутренней трубы.
2- ой этап включает намотку с натяжением на многослойную внутреннюю трубу лент из армированного однонаправленными непрерывными волокнами термопластичного полимера композитного материала, и армированных непрерывными однонаправленными волокнами лент из полимер-матричного композита барьерных слоев (А). При этом наружная поверхность многослойной внутренней трубы сплавляются с граничащей поверхностью армированных лент композитного материала. При этом армированные ленты композитного материала и ленты барьерных слоев (А) сплавлены между собой путем нагрева. Если композитный материал и барьерный слой (А) состоят из нескольких слоев лент, то они также послойно сплавляются между собой путем нагрева. Сплавление слоев термопластичной композитной трубы производится при нагреве до температуры размягчения по Вика или температуре расплавления полимеров, из которых состоят армированные ленты и поверхность многослойной внутренней трубы.
3-ий этап включает нанесение на граничащую внешнюю поверхность композитного материала (или барьерного слоя (А), если барьерный слой (А) является наружным), нагретого до температуры размягчения по Вика или температуры расплавления термопластичного полимера композитного материала (термопластичного полимера полимерно-матричного композита барьерного слоя (А), наружной полимерной оболочки методом экструзии, или путем термоусадки готовой полимерной оболочки (трубы).
Устройство работает следующим образом.
При транспортировке по композитной трубе с распределенным газовым барьером газообразной среды (или жидкой среды содержащей газы), проникновению газов через стенки композитной трубы с распределенным газовом барьером на первом этапе препятствует барьерный слой (Б) многослойной внутренней трубы, затем прониканию газов до достижения необходимого уровня газопроницаемости последовательно препятствуют барьерные слои (Б), расположенные между слоев композитного материалы трубы. Благодаря тому, что барьерные свойства не сосредоточены в одном толстом слое трубы, а распределены по всему объему трубы в виде тонких слоев (барьерные слои (А) и барьерные слои (Б)), повышается гибкость композитной трубы. Распределение барьерных слоев по объему композитной трубы позволяет управлять балансом газонепроницаемости, прочности и гибкости композитной трубы с распределенным газовым барьером.
Дополнительно, благодаря тому, что в композитной трубе с распределенным газовым барьером используются когезионно совместимые полимерные материалы, после сплавления слоев, в пограничных зонах между многослойной внутренней трубой, композитным материалом, барьерными слоями и наружной оболочка образуется гомогенное соединения, тем самым обеспечивая высокую стойкость к расслоению трубы в целом.
Для оценки барьерных свойств композитной трубы, была изготовлена термопластичные армированная лента с барьерными свойствами толщиной 0,32 мм, полимер-неорганический композит ленты на основе PE-RT (Dowlex 2344) с различными слоистыми наполнителями, с объемной долей стекловолокна 30% (Барьерный слой (А)). Термопластичная армированная ленты была намотана на трубу (лайнер) из PE-RT (Dowlex 2344) с внутренним диаметром 26 мм., и сплавлена с трубой. Поверх слоя термопластичной армированной ленты с барьерными свойствами нанесена защитная полимерная оболочка толщиной 1 мм из PE-RT (Dowlex 2344). В вариантах, внутренний слой трубы (лайнера) был изготовлен из полимер-неорганический композита на основе PE-RT (Dowlex 2344) с различными слоистыми наполнителями (Барьерный слой (Б).
Испытания барьерных свойств композитной трубы (кислородопроницаемость) проводилась по ГОСТ Р 52134-2003 при температуре (40±2)°С. Результаты испытаний при использовании в полимер-неорганическом композите различных слоистых материалов и их объемной доли в термопластичном полимере представлены в Таблице 1.
Предложенное устройство является промышленно применимыми с помощью существующих технических средств. (Планируется начать серийное производство в I кв. 2023 г.)
Специалисту в данной области техники должно быть очевидно, что в настоящей полезной модели возможны разнообразные модификации и изменения. Соответственно, предполагается, что настоящая полезная модель охватывает возможные модификации и изменения, а также их эквиваленты, без отступления от сущности и объема полезной модели, раскрытого в прилагаемой формуле полезной модели.
Литература
1. Kojima Y., Usuki A., Kawasumi М., Okada A., Kurauchi Т., Kamigaito О. J. Polym. Sci. A, 1993, v. 31, p.1755.
2. Kojima Y., Usuki A., Kawasumi M., Okada A., Kurauchi Т., Kamigaito O. J. Appl. Polym. Sci., 1993, v. 49, p.1259.
3. E.А.Сергеева, И.Ш. Абдуллин, Л.А. Зенитова, К.Д. Костина. Анализ способов модификации волокнистых материалов. УДК 677.494.742.2, Вестник технологического университета. 2015. Т. 18, №20, с. 164-167.
Claims (19)
1. Композитная труба с распределенным газовым барьером, которая состоит из многослойной внутренней трубы из термопластичных полимеров, окружающего ее композитного материала, состоящего из термопластичного полимера композитного материала и однонаправленных непрерывных армирующих волокон, и наружной полимерной оболочки, в которой многослойная внутренняя труба, композитный материал и наружная полимерная оболочка сплавлены друг с другом посредством нагрева, отличающаяся тем, что композитный материал содержит барьерные слои (А), сплавленные с композитным материалом посредством нагрева, многослойная внутренняя труба содержит барьерные слои (Б), когезионно связанные со слоями многослойной внутренней трубы, в которой барьерные слои (А) и барьерные слои (Б) состоят из полимер-матричного композита, состоящего из термопластичного полимера барьерных слоев, и наполнителя из слоистого материала с толщиной частиц от 1 до 900 нм и аспектным отношением от 50 до 18000, с объемной долей в термопластичном полимере барьерной прослойки от 0,1 до 45%; при этом барьерные слои (А) включают непрерывные однонаправленные волокна в объемной доле от 2 до 80%, которые окружены со всех сторон полимерно-матричным композитом.
2. Композитная труба по п. 1, в которой композитный материал включает по меньшей мере один слой из ленты толщиной от 5 до 1800 мкм из армированного непрерывными однонаправленными волокнами термопластичного полимера композитного материала, намотанной на внутреннюю трубу или предыдущий слой под углами от 0° до 90° к оси внутренней трубы, и по меньшей мере один слой из ленты толщиной от 5 до 1800 мкм из армированного однонаправленными непрерывными волокнами термопластичного полимера композитного материала, намотанной на внутреннюю трубу или предыдущий слой под углами от 90° до 180° к оси внутренней трубы.
3. Композитная труба по п. 1, в которой по меньшей мере один барьерный слой (А) расположен между двух слоев из лент из армированного однонаправленными непрерывными волокнами термопластичного полимера композитного материала и сплавлен с этими двумя слоями ленты из армированного однонаправленными непрерывными волокнами термопластичного полимера композитного материала посредством нагрева.
4. Композитная труба по п. 1, в которой по меньшей мере один барьерный слой (А) расположен между многослойной внутренней трубой и слоем из ленты из армированного однонаправленными непрерывными волокнами термопластичного полимера композитного материала и сплавлен с многослойной внутренней трубой и слоем ленты из армированного непрерывными однонаправленными волокнами термопластичного полимера композитного материала посредством нагрева.
5. Композитная труба по п. 3, в которой по меньшей мере один барьерный слой (А) состоит из по меньшей мере двух слоев лент толщиной от 5 до 1800 мкм, состоящих из полимер-матричного композита и непрерывных однонаправленных армирующих волокон, которые намотаны и сплавленны друг с другом симметрично в противоположных направлениях относительно друг друга под углами 0°-180° к оси внутренней трубы на по меньшей мере один слой ленты из армированного однонаправленными непрерывными волокнами термопластичного полимера композитного материала.
6. Композитная труба по п. 4, в которой по меньшей мере один барьерный слой (А) состоит из по меньшей мере двух слоев лент толщиной от 5 до 1800 мкм, состоящих из полимер-матричного композита и непрерывных однонаправленных армирующих волокон, которые намотаны и сплавленны друг с другом симметрично в противоположных направлениях относительно друг друга под углами 0°-180° к оси внутренней трубы, намотанных на многослойную внутреннюю трубу.
7. Композитная труба по п. 1, в которой слои лент из армированного однонаправленными непрерывными волокнами термопластичного полимера композитного материала и барьерные слои (А) из лент, состоящих из полимер-матричного композита и непрерывных однонаправленных армирующих волокон, намотаны на многослойную внутреннюю трубу или предыдущий слой под разными углами относительно друг друга и в диапазоне от 0° до 180° к оси внутренней трубы.
8. Композитная труба по п. 1, в которой барьерные слои (А) выполнены из намотанных на предыдущий слой или многослойную внутреннюю трубу под углами от 0° до 180° к оси внутренней трубы лент, в которых непрерывные однонаправленные армирующие волокна образуют по ширине ленты по меньшей мере две и более расположенных слоями плоских областей, окруженных со всех сторон полимер-матричным композитом, внутри которых волокна так же окружены полимер-матричным композитом и равномерно распределены по объему плоских областей.
9. Композитная труба по п. 1, в которой объемная доля непрерывных однонаправленных армирующих волокон в термопластичном полимере композитного материала составляет 15-93%.
10. Композитная труба по п. 1, в которой непрерывные однонаправленные армирующие волокна выбраны из группы волокон: стеклянные волокна, углеродные волокна, арамидные волокна, борные волокна, керамические волокна, базальтовые волокна, карбидокремниевые волокна, полиамидные волокна, волокна из сложного полиэфира, волокна из жидкокристаллического сложного полиэфира, полиакрилонитрильные волокна, волокна из полиимида, волокна из полиэфиримида, волокна из полифениленсульфида, волокна из полиэфиркетона, волокна из полиэфирэфиркетона, волокна из поликетона, волокна из сверхвысокомолекулярного полиэтилена.
11. Композитная труба по п. 1, в которой поверхность непрерывных однонаправленных волокон подвергнута модификации методами, выбранными из группы: химическое модифицирование, электрофизическое модифицирование, термическая обработка, радиационная обработка, электромагнитная обработка, обработка ультразвуком, обработка ультрафиолетовым излучением, плазменная модификация поверхности, плазмохимическая модификация, модификация высоковольтными разрядами, фотохимическая модификация, ионообменное упрочнение, обработка во фтористоводородной кислоте, обработка растворами неорганических кислот, обработка растворами силановых аппретов, нанесение гибридных покрытий.
12. Композитная труба по п. 1, в которой многослойная внутренняя труба содержит один и более барьерных слоев (Б), один из которых является внутренним слоем многослойной внутренней трубы и/или располагается между слоев многослойной внутренней трубы.
13. Композитная труба по п. 1, в которой слои многослойной внутренней трубы выполнены из одинаковых термопластичных полимеров.
14. Композитная труба по п. 1, в которой слои многослойной внутренней трубы выполнены из термопластичных полимеров, которые отличаются друг от друга параметрами, выбранными их группы: плотность, текучесть расплава, модуль упругости при изгибе.
15. Композитная труба по п. 1, в которой внутренний слой многослойной внутренней трубы и/или наружная полимерная оболочка содержит от 0,5 до 60% волокон длиной от 0,2 до 20 мм, которые выбраны из группы волокон: стеклянные волокна, углеродные волокна, арамидные волокна, борные волокна, керамические волокна, базальтовые волокна, карбидокремниевые волокна, полиамидные волокна, волокна из сложного полиэфира, волокна из жидкокристаллического сложного полиэфира, полиакрилонитрильные волокна, волокна из пол ними да, волокна из полиэфиримида, волокна из полифениленсульфида, волокна из полиэфиркетона, волокна из полиэфирэфиркетона, волокна из поликетона, волокна из сверхвысокомолекулярного полиэтилена.
16. Композитная труба по п. 1, в которой термопластичные полимеры слоев многослойной внутренней трубы, наружной полимерной оболочки, термопластичный полимер композитного материала, термопластичные полимеры барьерных слоев когезионно совместимы и выбраны из группы полимеров, полиэтилен, полиэтилен повышенной термостойкости (PE-RT), сополимер полиэтилена с октеном, сополимер полиэтилена с октеном-1, сополимер полиэтилена с гексеном, сополимер полиэтилена с гексеном-1, металлоценовый полиэтилен высокой плотности, сверхвысокомолекулярный полиэтилен, сополимер этилена с виниловым спиртом, поливиниловый спирт, полипропилен, сополимеры полипропилена, полибутен, сополимеры полибутена, поливинилхлорид, акрилонитрил бутадиен стирол, полиамид, полифталамид, полиэтиленнафталат, полиэтилентерефталат, полибутиленнафталат, фторполимер, фторэтилен-пропилен, поливинилиденфторид, полифениленсульфид, полиэфирсульфон, полифенилсульфон, полиимид, полиэфиримид, полиоксиметилен, полиариленэфиркетон, полиэфирэфиркетон, поликетон, а также смеси и композиции вышеперечисленных полимеров.
17. Композитная труба по п. 1, в которой слоистый материал полимер-матричного композита барьерных слоев из выбран из группы, включающей: смектитовые глины, синтетические глины, органоглины, слоистые кремниевые кислоты, слоистые органосиликаты, слоистые силикаты, слоистые алюмосиликаты, слоистые глины, минеральные слоистые гидроксиды, слоистые двойные гидроксиды (LDHs), слоистые алюмино-фосфаты, М+4 фосфаты, фосфонаты, хлориды, халькогениды, цианиды, оксиды, кремнеземы, смешаннослойные минералы с чередованием пакетов различных типов.
18. Композитная труба по п. 1, в которой слоистый материал полимер-матричного композита барьерных слоев выбран из группы слоистых материалов, включающей: монтмориллонит, бентонит, нонтронит, бейделлит, волконскоит, гекторит, сапонит, сепиолит, стевенсит, сауконит, собокит, свинфордит, кенияит, филлосиликаты, кремниевая кислота, фосфаты циркония, дихалькогениды, полиэдральный олигомерный силсесквиоксан, титанат калия, канемит, макатит, октосиликат, магадиит, кенияит, слюды, тетрасиликатная слюда натрия, вермикулит, иллит, ледикит, трубчатый аттапульгит, брусит, гиббсит, берлинит, вантасселит, тальк, серпентин, хризотил-асбест, ревдинскит, палыгорскит, мусковит, флогопит, биотит, глауконит, пеннит, клинохлор, каолинит, хризоколла, гарниерит, мурманит, иллит-монтмориллонит, вермикулит-хлорит, графит, оксид графита, графен, оксид графена, соединений графена, наночастицы графена, наночастицы оксида графена, наночастицы соединений графена, нитрид бора, нитрид алюминия, нанотрубки и наночастицы углерода, наночастицы сульфата бария, наночастицы кремнезема.
19. Композитная труба по п. 1, в которой поверхность слоистого материала полимер-матричного композита барьерных слоев модифицирована методом, выбранным из группы: модификация поверхностно-активными веществами, модификация малеиновым ангидридом, модификация органическими катионами, путем обмена неорганических катионов на органические катионы, модификация реагентами, посредством ультразвуковой обработки, посредством обработки плазмой.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2021137207U RU210547U1 (ru) | 2021-12-14 | 2021-12-14 | Композитная труба с распределенным газовым барьером |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2021137207U RU210547U1 (ru) | 2021-12-14 | 2021-12-14 | Композитная труба с распределенным газовым барьером |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU210547U1 true RU210547U1 (ru) | 2022-04-20 |
Family
ID=81255641
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2021137207U RU210547U1 (ru) | 2021-12-14 | 2021-12-14 | Композитная труба с распределенным газовым барьером |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU210547U1 (ru) |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1995007428A1 (en) * | 1993-09-06 | 1995-03-16 | Neste Oy | Thermoplastic composite pipe |
| RU57862U1 (ru) * | 2006-05-31 | 2006-10-27 | Владимир Степанович Винарский | Композитная труба |
| RU57864U1 (ru) * | 2006-05-31 | 2006-10-27 | Владимир Степанович Винарский | Композитная труба |
| RU57863U1 (ru) * | 2006-05-31 | 2006-10-27 | Владимир Степанович Винарский | Композитная труба |
| EA029232B1 (ru) * | 2010-12-03 | 2018-02-28 | Мэгма Глоубал Лимитед | Композитная труба |
| RU178532U1 (ru) * | 2017-03-31 | 2018-04-06 | Акционерное общество "Дзержинское производственное объединение "Пластик" | Труба комбинированная композитная армированная цилиндрическая для транспортирования жидких продуктов под высоким давлением |
| RU2709588C2 (ru) * | 2017-01-10 | 2019-12-18 | Эвоник Оперейшенс ГмбХ | Термопластичная композитная труба с многослойной промежуточной прослойкой |
| RU204545U1 (ru) * | 2020-08-10 | 2021-05-31 | Михаил Алексеевич Попов | Композитная труба с распределенными барьерными свойствами |
-
2021
- 2021-12-14 RU RU2021137207U patent/RU210547U1/ru active
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1995007428A1 (en) * | 1993-09-06 | 1995-03-16 | Neste Oy | Thermoplastic composite pipe |
| RU57862U1 (ru) * | 2006-05-31 | 2006-10-27 | Владимир Степанович Винарский | Композитная труба |
| RU57864U1 (ru) * | 2006-05-31 | 2006-10-27 | Владимир Степанович Винарский | Композитная труба |
| RU57863U1 (ru) * | 2006-05-31 | 2006-10-27 | Владимир Степанович Винарский | Композитная труба |
| EA029232B1 (ru) * | 2010-12-03 | 2018-02-28 | Мэгма Глоубал Лимитед | Композитная труба |
| RU2709588C2 (ru) * | 2017-01-10 | 2019-12-18 | Эвоник Оперейшенс ГмбХ | Термопластичная композитная труба с многослойной промежуточной прослойкой |
| RU178532U1 (ru) * | 2017-03-31 | 2018-04-06 | Акционерное общество "Дзержинское производственное объединение "Пластик" | Труба комбинированная композитная армированная цилиндрическая для транспортирования жидких продуктов под высоким давлением |
| RU204545U1 (ru) * | 2020-08-10 | 2021-05-31 | Михаил Алексеевич Попов | Композитная труба с распределенными барьерными свойствами |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Jamali et al. | On the mechanical behavior of basalt fiber/epoxy composites filled with silanized graphene oxide nanoplatelets | |
| US9040136B2 (en) | Flexible pipe | |
| US8671992B2 (en) | Multi-cell spoolable composite pipe | |
| EP3721125A1 (en) | High-pressure pipe with pultruded elements and method for producing the same | |
| US9488027B2 (en) | Fiber reinforced polymer matrix nanocomposite downhole member | |
| CN102762906B (zh) | 未粘合软管和提高其加固长度段的刚性的方法 | |
| US20080006338A1 (en) | Reinforcing Matrix for Spoolable Pipe | |
| Taheri | Advanced fiber-reinforced polymer (FRP) composites for the manufacture and rehabilitation of pipes and tanks in the oil and gas industry | |
| CA2334913A1 (en) | A flexible composite pipe and a method for manufacturing same | |
| RU204545U1 (ru) | Композитная труба с распределенными барьерными свойствами | |
| WO2008089663A1 (fr) | Procédé de réparation, de renforcement ou d'amélioration d'une conduite à l'aide d'un matériau composite en fibre de basalte | |
| JP2020073323A (ja) | 薬液輸送用多層チューブの製造方法 | |
| CN101815891A (zh) | 用于输送和/或存储液体和气体介质的复合产品及其生产方法 | |
| RU208651U1 (ru) | Армированная труба с барьерными свойствами | |
| RU210547U1 (ru) | Композитная труба с распределенным газовым барьером | |
| CN1648508A (zh) | 钢塑复合管 | |
| WO2023099498A1 (en) | Multi-layered pipe | |
| RU213281U1 (ru) | Термопластичная армированная лента с барьерными свойствами | |
| RU206065U1 (ru) | Термопластичный лентовидный препег с барьерными свойствами | |
| RU202560U1 (ru) | Термопластичная композитная труба | |
| RU203164U1 (ru) | Термопластичная композитная труба c усиленными оболочками | |
| CN214618240U (zh) | 一种无机纳米阻氧辐射交联聚乙烯管材 | |
| RU204558U1 (ru) | Композитная труба | |
| BR112016017670B1 (pt) | compósito para uso em um corpo de tubulação flexível e método de preparação do mesmo | |
| CN105840926B (zh) | 一种深海油气工程用复合柔性管及其制造方法 |